图形形成方法技术

本发明专利技术的课题是抑制ＰＥＢ处理中的酸对于抗蚀剂膜的再次附着。包含：在衬底上形成化学放大型抗蚀剂膜的工序；对上述化学放大型抗蚀剂膜照射能量线以形成潜像的工序；以及对上述化学放大型抗蚀剂膜进行加热处理的工序，一边使加热上述化学放大型抗蚀剂膜的加热部和上述衬底相对地移动，一边在上述加热部下表面与上述化学放大型抗蚀剂膜之间形成相对于上述加热部的相对的移动方向在反方向上流动的气流来进行上述加热处理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及进行衬底的加热处理的衬底处理方法和衬底处理装置以及在衬底上形成感光性膜或化学放大型抗蚀剂膜的图形的。
技术介绍
在半导体器件的制造中，在形成元件区域、加工电极布线等时使用抗蚀剂图形。一般来说如下所述那样形成该抗蚀剂图形。首先，在半导体晶片上形成了抗蚀剂涂敷膜后，进行被称为预烘烤的加热处理。该预烘烤是为了使抗蚀剂内的溶剂挥发而进行的。其次，利用曝光在该抗蚀剂膜上复制规定的图形。伴随半导体元件的微细化，在光刻工序中要求高的析像性。针对该要求，所使用的曝光的光的波长正越来越短。在光刻中，广泛地将KrF受激准分子激光器(波长248nm)作为曝光光源来使用。另一方面，伴随曝光的光的波长的缩短，对于被复制图形的感光性树脂(光致抗蚀剂)材料来说，已研究开发了被称为化学放大型抗蚀剂的光致抗蚀剂，这种光致抗蚀剂正在实现实用化。化学放大型抗蚀剂包含其中因曝光的缘故而发生酸的酸发生剂。因曝光的缘故而发生的酸或是分解树脂(正型)、或是使树脂发生交联反应(负型)。在其后的显影工序中利用对于显影液的溶解性变化的性质。该化学放大型抗蚀剂具有在析像性方面良好的优点，另一方面，该化学放大型抗蚀剂对于环境来说是敏感的。即，酸与大气中的碱性物质发生反应而失活，引起图形形状或析像度的恶化等。为了防止该恶化而进行环境控制。一般来说，在曝光装置和进行抗蚀剂涂敷或显影等的处理的涂敷显影器内设置化学过滤器等来进行环境控制。另一方面，在该化学放大型抗蚀剂中，在曝光工序后大多需要进行被称为PEB(曝光后烘烤)的加热处理工序。为了使曝光工序中发生的酸扩散而进行PEB。在PEB处理工序后对化学放大型抗蚀剂进行显影，形成抗蚀剂图形。除了上述酸的失活外，还已知在PEB处理中化学放大型抗蚀剂因酸蒸发而消失的情况。作为减少PEB处理中的因酸的蒸发而导致的化学放大型抗蚀剂的消失的方法，迄今为止提出了几种方法。例如，可举出通过使在抗蚀剂涂敷后以使溶剂挥发的目的进行的预烘烤的温度比通常的高、使PEB温度比通常的低来使酸的蒸发减少的方法(非专利文献1)。或者可举出通过在比通常的气压高的压力下进行PEB处理来使酸的蒸发减少的方法(专利文献1)。按照非专利文献1，可减少PEB时的酸的蒸发量。但是，由于在较大地偏离最佳的温度条件(通常条件)的条件下进行预烘烤处理和PEB处理，故不能充分地获得原来抗蚀剂所具有的曝光量或聚焦裕量(margin)的性能。此外，在PEB处理中，必须有能防止加热时产生的气体或微粒子附着于反应室内而成为粒子的发生源的加热装置。因此，一般在加热装置的反应室内形成了吹洗气流。但是，在PEB时蒸发的酸因该气流而被运送到下流一侧，再次附着于晶片上。因而，相对于气流位于最上流一侧的芯片与位于其下流一侧的芯片的抗蚀剂表面的酸浓度不同。因此，在显影处理后的晶片面内的抗蚀剂尺寸方面产生离散性。此外，在上述专利文献1中，虽然可减少酸的蒸发，但关于已蒸发的酸的再次附着则没有任何对策。由于已蒸发的酸再次附着于半导体晶片上，故难以消除显影处理后的晶片面内的抗蚀剂尺寸变动。专利文献1特开平11-38644号公报非专利文献1 “化学放大型抗蚀剂中的酸蒸发对可溶层形成的效应”，Journal ofPhotopolymer Science and Technology，Vol.8，Number 4(1995)，P.561-570。如上所述，存在PEB处理工序中已蒸发的酸再次附着于抗蚀剂膜上、在抗蚀剂膜的图形尺寸中产生离散性的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在加热处理工序中，可抑制抗蚀剂膜的图形尺寸的离散性的衬底处理方法、衬底处理装置和。(1)本专利技术的一例的衬底处理方法的特征在于，包含在衬底上形成化学放大型抗蚀剂膜的工序；对上述化学放大型抗蚀剂膜照射能量线以形成潜像的工序；以及对上述化学放大型抗蚀剂膜进行加热处理的工序，一边使加热上述化学放大型抗蚀剂膜的加热部和上述衬底相对地移动，一边在上述加热部下表面与上述化学放大型抗蚀剂膜之间形成相对于上述加热部的相对的移动方向在反方向上流动的气流来进行上述加热处理。(2)本专利技术的一例的衬底处理方法的特征在于，包含在衬底上形成化学放大型抗蚀剂膜的工序；对上述化学放大型抗蚀剂膜照射能量线以形成潜像的工序；以及对上述化学放大型抗蚀剂膜进行加热处理的工序，一边使加热上述化学放大型抗蚀剂膜的加热部和上述衬底相对地移动，一边在上述加热部下表面与上述化学放大型抗蚀剂膜之间形成液流来进行上述加热处理。(3)本专利技术的一例的衬底处理方法的特征在于，包含在衬底上形成包含溶剂和固体部分的液膜的工序；以及进行使上述液膜中的溶剂挥发以形成由上述固体部分构成的固体膜的加热处理的工序，一边使加热上述液膜的加热部和上述衬底相对地移动，一边在上述液膜与上述加热部之间形成气流或液流来进行上述加热处理。(4)本专利技术的一例的加热处理装置的特征在于，具备保持装置，保持衬底；加热部，与被上述保持装置保持了的衬底表面相对地配置，加热上述衬底的一部分区域；移动装置，使上述加热部和上述衬底相对于上述衬底主表面平行地相对地移动；流动形成装置，在上述加热部下表面与上述衬底之间形成气流或液流；处理状况检测装置，检测上述加热部加热了的加热区域的处理状况；以及控制装置，根据上述处理状况检测装置的检测信息使上述衬底面内均匀地加热。(5)本专利技术的一例的的特征在于，包含在衬底上形成感光性膜的工序；在上述感光性膜的表面上形成液膜的工序；经上述液膜对上述感光性膜照射能量线以形成潜像的工序；以及进行被形成了上述潜像的上述感光性膜的显影处理的工序，在形成了上述液膜之后到进行上述显影处理为止的期间内，不使上述感光性膜的表面干燥。(6)本专利技术的一例的的特征在于，包含在衬底上形成化学放大型抗蚀剂膜的工序；在上述化学放大型抗蚀剂膜的表面上形成液膜的工序；经上述液膜对上述化学放大型抗蚀剂膜照射能量线以形成潜像的工序；对被形成了上述潜像的上述化学放大型抗蚀剂膜进行曝光后加热处理的工序；以及进行上述被进行了曝光后加热处理的化学放大型抗蚀剂膜的显影处理的工序，在形成了上述液膜之后到进行上述显影处理为止的期间内，不使上述化学放大型抗蚀剂膜的表面干燥。附图说明图1是示出第1实施例的衬底处理方法的流程图。图2是示出第1实施例的半导体器件的制造方法的剖面图。图3(a)是示出晶片整体的平面图，图3(b)是示出在晶片的各芯片区域中形成的图形的概略的平面图，图3(c)是示出在芯片区域中的线图形区域的概略的平面图。图4是示出第1实施例的加热处理装置的概略结构的剖面图。图5是示出第1实施例的加热处理装置的概略结构的立体图。图6是说明第1实施例的加热处理的平面图。图7是示出对于晶片的位置的加热量的特性图。图8是示出对于晶片位置的扫描速度、处理温度的特性图。图9是示意性地示出第2实施例的加热处理装置的图。图10是示出第3实施例的衬底处理方法的流程图。图11是示出被复制到晶片上的曝光区域的位置的概略的平面图。图12是示意性地示出第3实施例的加热处理装置的PEB的工序的图。图13是示意性地示出第3实施例的加热处理装置的PEB的工序的图。图14是示意性地示出第4实施例的加热处理装置的PEB的工序的图。图15是示出第5实施例的处理装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图形形成方法，其特征在于：包含：在衬底上形成感光性膜的工序；在上述感光性膜的表面上形成液膜的工序；介由上述液膜对上述感光性膜照射能量线以形成潜像的工序；以及进行被形成了上述潜像的上述感光性膜的显影处理的工序，在形成了上述液膜到进行上述显影处理为止的期间内，不使上述感光性膜的表面干燥。

【技术特征摘要】
JP 2002-10-11 299576/20021.一种图形形成方法，其特征在于包含在衬底上形成感光性膜的工序；在上述感光性膜的表面上形成液膜的工序；介由上述液膜对上述感光性膜照射能量线以形成潜像的工序；以及进行被形成了上述潜像的上述感光性膜的显影处理的工序，在形成了上述液膜到进行上述显影处理为止的期间内，不使上述感光性膜的表面干燥。2.一种图形形成方法，其特征在于包含在衬底上形成化学放大型抗蚀剂膜的工序；在上述化学放大型抗蚀剂膜的表面上形成液膜的工序；介由上述液膜对上述化学放大型抗蚀剂膜照射能量线以形成潜像的工序；对被形成了上述潜像的上述化学放大型抗蚀剂膜进行曝光后加热处理的工序；以及进行上述被进行了曝光后加热处理的化学放大型抗蚀剂膜的显影处理的工序，在形成了上述液膜到进行上述显影处理为止的期间内，不使上述化学放大型抗蚀剂膜的表面干燥。3.如权利要求2中所述的图形形成方法，其特征在于一边以上述液膜在衬底上被保持的温度来加热上述化学放大型抗蚀剂膜、一边对上述化学放大型抗蚀剂膜施加电场来进行上述曝光...

【专利技术属性】
技术研发人员：川野健二，伊藤信一，盐原英志，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[]